SERCOS III是SERCOS 接口的最新版本，使用了工業(yè)以太網(wǎng)作為傳輸機(jī)制，并使用了銅和光纖做物理介質(zhì)。SERCOS I和II版本只使用了光纖。SERCOS是SErial Realtime Communications System的同義詞，是一種連接運(yùn)動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)器、I/O模塊和傳感器的數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制總線。它是一個(gè)開(kāi)放的控制器智能數(shù)字設(shè)備接口，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是用于實(shí)時(shí)環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)化閉環(huán)數(shù)據(jù)的高速串行通信。
圖：SERCOS III工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議可以用于馬達(dá)或數(shù)值控制器之間、以及從馬達(dá)控制器和數(shù)值控制器到驅(qū)動(dòng)器之間的C2C（控制器到控制）通信。
SERCOS接口是實(shí)時(shí)的通信系統(tǒng)，它定義了標(biāo)準(zhǔn)化的物理層，提供了500多個(gè)描述驅(qū)動(dòng)器和控制之間交互的參數(shù)，獨(dú)立于任何制造廠商。它提供了高級(jí)的運(yùn)動(dòng)控制能力，內(nèi)含用于I/O控制的功能，使機(jī)器制造商不需要使用單獨(dú)的I/O總線。2003年末，SERCOS III開(kāi)始上馬。這個(gè)第三代的SERCOS將現(xiàn)有的明確的SERCOS接口連接到了工業(yè)以太網(wǎng)的高速帶寬上。
SERCOS III在界面、同步化和消息結(jié)構(gòu)上保持了對(duì)之前版本的兼容性。它保留了描述實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)和I/O控制的參數(shù)集合。SERCOS III接口連接的硬件成本被降低到了模擬接口的水平。
協(xié)議如何工作
SERCOS III使用加載到FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）或通用通信控制器（GPCC）及標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)硬件上的SERCOS軟件核心，運(yùn)行速度為100Mbit/sec。SERCOS接口在控制器和驅(qū)動(dòng)器之間交換數(shù)據(jù)，在極短的周期內(nèi)傳送命令和實(shí)際數(shù)值。它保證了在給定數(shù)量的軸向上準(zhǔn)確協(xié)調(diào)的動(dòng)作同步化。
基于FPGA或GPCC的SERCOS接口控制器一般被集成到主運(yùn)動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)器、放大器及I/O模塊之中。它們自動(dòng)處理大部分的SERCOS接口通信功能，減輕主機(jī)處理器的處理負(fù)載，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)者的任務(wù)。
定義運(yùn)動(dòng)和I/O功能的標(biāo)準(zhǔn)軟件函數(shù)（被稱為IDN或Idents）有500多個(gè)。此外，接口還能采用制造商定制的IDN，用來(lái)定義標(biāo)準(zhǔn)IDN集合沒(méi)有涵蓋的獨(dú)特功能。
在一個(gè)SERCOS接口系統(tǒng)中，所有的伺服回路一般都在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)閉合。這樣降低了運(yùn)動(dòng)控制器的計(jì)算負(fù)載，使它比起不使用這種方式來(lái)能同步更多的軸。此外，閉合所有的伺服回路減輕了運(yùn)動(dòng)控制和驅(qū)動(dòng)器之間的傳輸延遲效應(yīng)。之前的SERCOS版本有一個(gè)服務(wù)通道，傳送用于顯示和輸入所有的控制內(nèi)部參數(shù)、數(shù)據(jù)和診斷信息的非循環(huán)性數(shù)據(jù)。SERCOS III添加了一個(gè)IP通道，使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀傳送非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
SERCOS III的新特性包括線型拓樸結(jié)構(gòu)（之前有環(huán)形拓樸結(jié)構(gòu)）、同一環(huán)或同一線上的從設(shè)備之間的直接交叉通信、用于多組運(yùn)動(dòng)控制之間同步和通信的界面、用于在環(huán)路中斷時(shí)容錯(cuò)的硬件冗余、用于連接和去除運(yùn)行中節(jié)點(diǎn)的熱插拔、用于驅(qū)動(dòng)器集成的安全功能的安全通信、以及只有之前的SERCOS接口的最小值一半的周期時(shí)間（31.25微秒vs. 62.5微秒）。 |
